高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法

基于高速铁路地震预警监测系统的结构和功能,提出1种高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法。该算法采用曲线拟合方法建立平面坐标系下高速铁路线路的曲线方程,基于地震动能量衰减方程建立平面坐标系下地震影响范围的圆曲线方程,联立2个方程并求解,得到2条曲线2个交点的坐标值;将坐标值转换为经纬度,再转换为公里标,得到地震对高速铁路线路的影响范围;再依据高速铁路预警地震紧急处置原则,生成高速铁路地震预警紧急处置信息。将该算法应用于高速铁路地震预警监测铁路局中心系统的测试和现场地震试验中,紧急处置信息生成时间的最大值均为40ms,平均值分别为18和27ms,可见其远远小于《高速铁路地震预警监测系统暂行技术条件》中对路局中心系统紧急处置时间100ms的要求,从而验证了该算法的合理性和有效性。     

基于偏置伽马分布的高速铁路地震预警及紧急处置时延特性分析

通过对高速铁路地震预警及紧急处置时延特性进行分析,提出1种地震预警及紧急处置时延精确概率分布函数——偏置伽马分布模型。采用国内和日本天然地震记录数据作为输入对某高速铁路地震预警系统进行现场试验,利用试验数据验证了偏置伽马分布概率密度函数描述时延的偏置量及分布特征的有效性,表明地震预警时延和紧急处置时延服从偏置伽马分布。通过建立不同紧急处置路径和不同预警级别情况下时延的概率事件模型,采用偏置伽马分布模型分析高速铁路各级别地震预警与紧急处置总时延分布特征与规律,并进行综合比较与评价。结果表明:在Ⅱ级和Ⅲ级地震预警情况下,从首台站地震P波初至,到铁路局中心系统以GPRS方式向车载装置发送地震紧急处置信息,再到车载装置自动触发列车紧急制动,总时延在50%,70%和95%概率下分别为2.34,2.68和3.63s,证明我国高速铁路地震预警及紧急处置技术方案有效、可行。     

高速铁路地震紧急处置系统的研究

研究适应我国高速铁路特点和地震活动性的地震预警与紧急处置,是高速铁路地震安全及震后恢复的需要,为此构建高速铁路地震紧急处置系统,结合系统的架构、紧急处置方案、紧急处置行车规则,详述了设计方案,同时阐述地震处置影响范围计算、数据实时接入、大数据处理、GIS服务等关键技术。系统开发完毕后进行了功能验证和现场测试,各项功能指标均满足高速铁路运行及安全防护需求,可有效防止、减少地震灾害对高速铁路列车运行的影响。     

铁路线路点云数据可视化重构方法研究

针对地面激光扫描仪外业获取的海量线路点云数据,核心解决线路点云的专业化处理与利用问题。结合铁路线路技术特征,进行线路点云预处理研究,主要包括线路点云数据配准、采用基于几何特征的传统分割方法结合CCD影像信息进行线路点云数据分割,再经过除噪平滑处理后,对离散点云数据集进行封装处理,进而为后续正向CAD设计数据的提取提供基础操作模型。提出线路点云可视化对象重构方法,基于离散数据点曲率为主的几何特性估算,初步判定线路主点及变坡点信息,进而在不同主点范围内,通过特征截面的构造获取线数据和面数据。重构的线路点云数据符合正向设计习惯,基于此获得的连续钢轨走行面数据可用做线路几何形位判别指标的基础数据。     

高速铁路地震紧急自动处置系统的研究

对国外高速铁路地震紧急自动处置系统的现状和发展、以及我国列车速度提高后地震对高速铁路运营安全的危险性进行分析,研究地震紧急自动处置系统监测点设置与报警安全性的关系。高速铁路地震紧急自动处置系统由监控中心设备(设在运营调度中心内)、车站设备和地震监测点设备构成,给出了系统功能结构、应用系统体系结构和总体网络结构。根据我国高速铁路基础设施在典型地震波激励下的最大动力响应系数,建议我国高速铁路地震紧急自动处置的报警阈值为45 Gal;通过对各种报警方式进行比选分析,提出我国高速铁路地震紧急自动处置系统报警及列车运行控制采用牵引变电所控制模式,监测点设置间距20~30 km,并尽量将地震监测点设置在牵引变电所内,以降低建设投资。     

既有高速动车组车载地震紧急处置装置加装技术方案研究

随着我国高速铁路地震监测预警工作的推进,我国高速铁路地震监测预警系统的工程推广已提到议事日程。高速动车组加装车载地震紧急处置装置,能在地震发生时有效控制列车运行,确保行车安全,减轻地震次生灾害。在前期车载地震紧急处置装置研究的基础上,通过对我国既有高速动车组加装车载地震紧急处置装置的可行性分析,提出了既有高速动车组加装车载地震紧急处置装置的技术方案,为今后车载地震紧急处置装置在既有高速动车组上的工程推广提供了理论基础和技术支持。     

机车车载式线路动态监测无线转录系统

机车车载式线路动态监测无线转录系统,可在机车运行状态中连续监测采集所过轨道的相关数据,并同时以GSM短信的形式及时地把危及行车安全的病害点发送回工务部门,经转储和处理分析后生成相关报告,量化反映铁道线路的平顺状态,是高效检查线路质量状态的实用技术,可向线路安全管理     

智能液压起拨道机的测量与控制系统

智能液压起拨道机的测量与控制系统在对里程、轨距、超高、纵平和正矢测量后,对照数据库中该点的标准线路数据进行决策,然后通过各种控制阀,控制起拨道机的起步、停车、夹轨和定量起道、拨道作业,自动地完成对铁道线路的永平、高低、方向的测量、抄平和定向,从而大大提高了起拨道整正线路作业的质量和效率.     

使用新型防护脂加强线路防护

随着我国铁路运输业的迅猛发展,铁路客运列车平均行驶速度由“八五”期间的49km/h提高到56.8km/h,最高行驶速度由110km/h提高到200km/h,创造了巨大的经济效益和社会效益。但是随着时间的推移,线路的防护问题也越来越突出。1我国铁道线路扣件防护现状及存在的问题铁路运输发展需要安全、可靠、高质、适量的基础设施条件。我国铁路线路铺设的混凝土轨枕与扣件采用硫磺锚固式连接,这种连接容易导致钉孔开裂,使轨枕早期失效,且会对环境造成污染,取消混凝土轨枕硫磺锚固已列为铁路线路配套改造的目标。随着列车提速,运量增加,大量新技术、新产品…     

基于地震P波双参数阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法

以提升高速铁路地震紧急处置的时效性并满足有效性要求为目标,研究基于地震P波卓越周期τc阈值和最大竖向位移Pd阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法。利用日本K-net强震数据,分别统计P波触发后1,2,3s时间窗下τc与震级M的线性关系和Pd与地震加速度PGA的线性关系,基于这2种统计关系计算得到P波3个时间窗下震级M=6时对应的τc的阈值和PGA=40cm·s-2时对应的Pd的阈值,在此基础上,建立高速铁路Ⅰ级地震警报"4等级预测方法",明确等级3为达到高速铁路Ⅰ级地震警报的预测标准。采用2016年4月14日熊本6.5级地震时九州新干线沿线K-net强震台站的数据,分析"4等级预测方法"的有效性与时效性。结果表明:该方法可以在最接近震源的KMM006台站P波触发后1s准确地预测出Ⅰ级地震警报,并较九州新干线脱轨时刻和气象厅紧急地震速报发布时刻分别提前了3.34和4.84s,能够满足高速铁路地震监测预警系统发展的需要。     

在R＜250m小半径曲线上铺设特种混凝土轨枕

金城江工务段管辖的黔桂线金城江～麻尾区段,地处桂西北山区,系解放前修建的一条技术标准极低的山区铁道线,沿线山峦起伏,线路沿山盘绕.全长151.6km正线中,共有曲线302个,其中半径≥250m的曲线有170个;半径＜250m的曲线有132个,延长78.8km,占正线全长52.0%;曲线最小半径为175m……     

铁路隧道紧急救援站停车导向标志设置研究

为提高紧急救援站停车导向标志的可读性,综合考虑诱导活塞风的要求,研究其与线路中线合适的交叉角度;根据停车导向标志的可读性,研究列车进入紧急救援站导向区间及停车区间的行车速度。根据停车导向标志的功能,首先确定火灾列车驶向紧急救援站时驾驶员对停车导向标志的认读、判断及采取措施的过程;通过现场试验确定不同角度情况下的停车导向标志与给读点间的距离;通过计算确定不同车速情况下驾驶员从容读完标志,做出正确判断并将列车准确停靠所需的最短距离。研究结果:(1)驾驶员使用停车导向标志需经过发现、识别、判断和行动四个步骤,以调整火灾列车的行驶状态,最终安全、准确、顺利地将火灾列车停靠在紧急救援站内;(2)停车导向标志与线路中线的夹角越大,其与可读点间的距离则越大;(3)列车行驶速度越快,驾驶员做出正确识别、判断和行动所需的距离越长。研究结论:(1)停车导向标志与线路中线的夹角以30°为宜;(2)火灾列车进入紧急救援站导向区间时,车速应控制在80 km/h以下;(3)火灾列车进入紧急救援站内时,车速应控制在30 km/h以下。     

基于三次样条函数法的轨面调整方案

上海地处软土地区,基础容易下沉从而造成轨道交通的线路不平顺,引起轨面高低变化,且各点曲率不一.利用三次样条函数,对上海地铁工务分公司测得的线路下沉轨面标高数据进行拟合(测量点间隔为5 m),并用曲率限值、各点垫高量等参数加以控制,对轨面曲率超过限值地段,进行轨面垫高量计算,以提高轨面平顺度.根据钢轨支点间距,进行插值计算,得到每一钢轨支点所需的轨面垫量.     

工务现代化的标志——大型铁路养路机械

多年以来,我国铁道线路的修理工作主要依靠手工和小型机械、非标准自制设备维持。这些修理手段作业质量差、效率低,不能适应铁路运输发展的需要。特别是繁忙线路,由于小型机械已无法利用列车间隔时间上道作业,从而导致线路失修。危及行车安全。因此,引进国外先进技术,采用高效的大型养路机械开“天窗”进行线路修理作业,是我国铁路线路修理工作的根本出路。 1988年,铁道部办公会议专题研究了发展大型     

三维激光扫描仪在轨距提取中的应用研究

采用徕卡MS50三维激光扫描仪获取同济大学试验线点云数据,并结合预处理软件对其进行处理,对点云数据封装并规则化处理后建立基础操作模型,生成轨面下16 mm处特征截面,在此基础上提取、导出线路轨距。经比较,软件提取轨距与人工实测值基本吻合。本次试验实现了在三维模式下轨距的提取,为获取线路轨距数据提供了新的方法。     

铁路混跑区段单位能耗计算偏差问题的研究

当CRH系列高铁、动车与城际列车在既有线路上运行时，计算所经过线路区段上电力客运机车的单位能耗出现了异常偏差。通过数据统计、计算对比、对各种影响因素排除分析，研究出偏差产生的原因，并提出解决措施，在计算前应针对性的筛选剔除CRH系列机型列车的能耗，保障了能耗数据的准确性。     

适用于无缝线路的新型复合绝缘接头

1概述 目前,我国铁道线路划分闭塞区间采用的轨道绝缘形式主要有槽形绝缘接头、冻结绝缘接头和胶接绝缘接头.其中槽形绝缘接头阻力较小、绝缘容易失效,只适用于普通线路.冻结绝缘接头虽然安装简便,且具有绝缘和消除轨缝的作用,但接头阻力小,轨道纵向力增大时容易被拉开,绝缘层容易磨损失效.     

基于概率模型的高速铁路地震预警实时性与准确性分析

采用地震预警时延评价高速铁路地震预警的实时性,根据地震预警时延的特征,建立地震预警时延的偏置伽马分布模型,并给出偏置伽马分布的性质及其参数的极大似然估计算法。采用震源定位偏差评价地震预警的准确性,以震中距偏差服从伽马分布和方位角偏差服从均匀分布的二维随机变量,建立震源定位偏差的二维分布模型。以300条地震记录数据作为输入,对某高速铁路地震预警系统进行现场试验,验证所建立模型的正确性,并对高速铁路地震预警的实时性和准确性进行评价。结果表明:偏置伽马分布模型能够精确描述地震预警时延,伽马分布可有效描述震中距偏差;随着地震监测台站数量的增加,地震预警的实时性下降但准确性明显提高;地震监测台站数量取3和在70%概率情况下,地震预警可实现全系统时延小于7s、震中距偏差小于20km,能够满足高速铁路地震预警对实时性和准确性的要求。     

基于连续点云数据的既有铁路轨面信息快速提取算法设计

三维激光扫描获取的既有铁路点云数据具有海量性、离散性等特点,难以从点云数据中快速提取线路参数.为此,结合现场实测数据,提出一种基于连续点云数据的既有铁路轨面信息快速提取算法.通过k-d树实现点云的快速搜索、查询和储存,利用主成分分析法和移动激光点聚类法提取的接触线分割构建出铁路缓冲区,进而通过平面格网法的粗提和多种约束条件下的精提实现了轨面点提取.对既有线路现场试验结果表明,轨面点提取的完整度c和准确度p均在93％以上,该方法能较好地实现钢轨轨面点云的快速提取.     

基于分层投影的特征点点云数据压缩算法研究

在研究主流散乱点云压缩算法的基础上,提出了一种基于分层投影的特征点压缩算法,对点云数据进行压缩和提取,并与传统算法进行比对和分析,检验了该算法的可行性。